Другие теории адгезии

Существует ряд теорий, объясняющих явления адгезии. Первоначально были выдвинуты адсорбционная и термодинамическая теории адгезии [1], которые объясняли явления адгезии с той же научной точки зрения, что и адгезию жидкостей. Позднее появились электрическая теория адгезии, выдвинутая Б. В. Дерягиным и Н. А. Кротовой [2], и диффузионная теория адгезии, впервые предложенная Иозефовичем и Марком [3] и разработанная С. С. Воюцким с сотрудниками [4]. На первом этапе развития проблемы адгезии эти теории, казалось, противоречили друг другу. Так, например, на основании адсорбционной теории адгезия объясняется различными типами химических и молекулярных взаимодействий, могущих иметь место на границе раздела адгезив—подкладка. Диффузионная теория предполагает наличие диффузионных процессов в зоне контакта. Экспериментальным подтверждением этой теории служат в ряде случаев результаты исследований температурных и временных зависимостей адгезии. В электрической теории адгезии подчеркивается, что процесс нарушения адгезионной связи в обычных условиях протекает необратимо, благодаря чему положения термодинамической теории адгезии, разработанные для жидкостей, становятся неприемлемыми. Таким образом, на первый план выдвигается вопрос выяснения природы адгезионных сил и характера изменения их в процессе отрыва. [c.497]

На адгезию частиц к металлическим поверхностям в жидких средах сильно влияют ПАВ, особенно моющие. С увеличением их концентрации сила адгезии значительно снижается. Адгезионные процессы и соответствующие закономерности необходимо учитывать при изучении нагаро- и лакообразования в двигателях. и подборе моюще-диспергирующих присадок, при анализе работы узлов трения в условиях граничной смазки и использовании твердых смазок, при оценке работы двигателе и механизмов в условиях попадания в них пыли и других загрязнений. Теоретические основы адгезии как поверхностного явления достаточно подробно изложены в монографиях [214, 215]. Описанные в них важнейшие положения теории адгезии можно считать соответствующими положениями и теоретических основ химмотологии. [c.195]

Физико-химические закономерности адгезии полимеров, изложенные в первой части монографии, и экспериментальный материал, приведенный во второй части, позволяют выработать единый подход к проблеме адгезии полимеров, теоретической основой которого является молекулярная теория адгезии [1—4]. Таким образом, учитываются физико-химические особенности полимерных адгезивов, закономерности взаимодействий полимер — субстрат и факторы, обусловливающие прочность адгезионного соединения. По существу, это единственно возможная позиция, позволяющая анализировать проблемы адгезии всесторонне, в то-время как другие теории адгезии рассматривают частные [вопросы диффузию при формировании адгезионного соединения, реологические эффекты, закономерности деформации и разрушения адгезионных соединений. Эти вопросы, как мы видели, рассматриваются и молекулярной теорией адгезии, но именно как частные-вопросы при анализе той или иной стороны проблемы. [c.363]

Диффузионная теория адгезии. Согласно этой теории, предложенной для объяснепия адгезии полимеров друг к другу, адгезпя, равно как и аутогезия, обусловливается дпффузией ценных молекул пли их сегментов через межфазную границу и образованием вследствие этого прочной связи между полимерами. Отличительным признаком этой тоорнп является то, что она исходит из основных особенностей полимеров — цепного строения и гибкости макромолекул, позволяющих им изменять свою конфигурацию вследствие теплового движения. [c.159]

Другие теории адгезии [c.190]

Электрическая теория адгезии, развитая 5.В.Дерягиным с сотр. [146, 182], постулирует, что все адгезионные явления можно объяснить с позиций переноса электронов через межфазную поверхность, приводящего к возникновению двойного электрического слоя. В отличие от других теорий адгезии она объясняет явления, происходящие при отслаивании адгезива от подложки, возникновением при адгезионном [c.65]

Электрическая теория адгезии является по существу очень логичным продолжением того, что и силы, обусловливающие сцепление атомов, и силы, определяющие соединение атомов в молекулы, имеют электрическую природу. Эта теория, в отличие от других теорий адгезии, обоснована математически и правильность ее выводов подкрепляется рядом электрических явлений, происходящих при разрушении склеек. Если объяснить возникновение двойного электрического слоя адсорбцией и ориентацией молекул на межфазной границе, то обе эти теории (электрическая и адсорбционная) как бы дополняют друг друга. Следует отметить, что электрические явления, сопровождающие разрушение склеек и служащие доказательством правильности электрической теории адгезии, имеют место только при выполнении специальных условий — предварительного тщательного высушивания образцов и при высокой скорости отрыва (отслаивания). [c.165]

Реологическая теория адгезии сравнительно мало известна в то же время она, по-видимому, лучше других теорий объясняет поведение резиновых смесей при образовании их склейки с субстратом. [c.83]

Разнообразие и сложность проблем, связанных с адгезией, приводит к известным противоречиям во взглядах на меха -мм адгезии, к появлению разнообразных теорий адгезии. При атом некоторым, иногда второстепенным вопросам уделяется слишком большое внимание в ущерб другим, более важным и принципиальным. Тем не менее отсутствие единства взглядов на данном этапе не только неизбежно, но и, видимо, в известной мере полезно, так как стимулирует развитие новых исследований, приводит к углублению наших представлений о проблеме в целом и в итоге способствует прогрессу в этой области. [c.6]

При исследовании поведения полимеров на границе раздела фаз с твердым телом (что особенно важно для создания теории адгезии полимеров к твердым телам) мы исходим из того, что конформация полимерной цепи в граничном слое определяется, с одной стороны, энергетическим взаимодействием с поверхностью, а с другой,— самим существованием границы раздела, не позволяющей макромолекуле принять такое же число конформаций в граничном слое, какое она может принять в объеме. Вследствие энергетического (адсорбционного) взаимодействия с поверхностью подвижность молекул может либо уменьшаться (при условии, что энергия адгезии с твердой поверхностью "тп - пп т. е. больше энергии когезии полимерных молекул), либо оста- [c.309]

Весьма важной и интересной является теория, развиваемая советскими учеными С. С. Воюцким, А. П. Писаренко и др., которые рассматривают прилипание и склеивание как диффузионной процесс. Согласно этой теории адгезия связана со способностью отдельных звеньев и концов цепей полимерных (клеящих) веществ диффундировать в другое вещество и взаимодействовать с ним. [c.216]

Типичные бикомпонентные волокна получают прядением из расплава, как схематически показано на рис. 9.4. Размеры капилляров определяются вязкостью расплавов обоих полимеров и соотношением компонентов в конечном продукте. Для достижения удовлетворительной адгезии оба полимера должны обладать достаточной совместимостью, по крайней мере смачивать друг друга. Поскольку полимеры в таких системах практически несовместимы, то представляют интерес исследования межфазной микроструктуры в свете теории адгезии Воюцкого (см. разд. 13.4). [c.236]

Липатов с сотр. [19] предложили другое объяснение образования промежуточных слоев в системах полимер—полимер, основанное на представлениях адсорбционной теории адгезии [11]. Поскольку даже у несовместимых полимеров в больщинстве случаев имеется сродство между их мономерами, то адсорбция макромолекул полимера дисперсионной среды на частицах дисперсной фазы всегда возможна. При огромной молекулярной массе полимеров вполне вероятно существование адсорбционных промежуточных слоев толщиной порядка тысяч ангстрем. [c.475]

Электрическая теория адгезии не имеет универсального характера и не свободна от недостатков . С точки зрения только этой теории трудно, например, объяснить возрастание адгезии с (Приближением природы соединяемых высокополимеров друг к другу если бы все сводилось только к образованию двойного [c.22]

Адгезия между твердыми телвл. Работу адгезии в этом случае невос, можно определить, исходя из значений поверхностного натяжения, так как поверхностное натяжение на границе твердое тело— воздух обычно неизвестно. Кроме того, Б. В. Дерягиным и Н. А. Кротовой показано, что работа адгезии в этом случае во много раз превышает работу, вычисленную на основании косвенных теоретических предположений, и что она зависит от скорости разрушения адгезионного соединения. Это указывает на неравновесный характер процесса разрушения адгезионного соединения между, твердыми телами. Для объяснения адгезии твердого тела к твердому телу в разное время был выдвинут ряд теорий—молекулярная, часто называемая не совсем правильно адсорбционной теорией (Дебройн, Мак-Ларен и другие зарубежные ученые), электрическая теория,. затем развившаяся в электронную (Б. В. Дерягин, Н. А. КротЪва и В. П. Смилга), так называемая диффузионная теория, приложимая к частному случаю — адгезии полимера к полимеру (С. С. Воюцкий), и др. Вероятней всего универсальной теории адгезии твердого тела к твердому телу вообще не существует, В зависимости от природы твердых тел и условий образования адгезионного соединения адгезию в том или ином случае можно объяснить, исходя из различных теорий . [c.168]

Создание теории адгезии, объясняющей и описывающей математически взаимодействие молекул смазочного вещества (или другой разделяющей среды) между собой и с разделяемыми твердыми телами, является большой проблемой, [c.71]

Диффузионная теория учитывает взаимное проникновение концов макромолекул и цепей полимера в объем другого материала с поверхности в основном за счет теплового движения. Подтверждением диффузионной теории адгезии являются установленное экспериментально влияние повышения температуры, вызывающее ускорение проникновения концов макромолекул влияние растворителей, вызывающих разрыхление поверхностной структуры и тем самым способствующих. лучшему проникновению концов макромолекул размытость фазовой структуры в пограничном слое повышение адгезии с расширением площади контакта при увеличении удельного давления и продолжительности контакта 1 . [c.150]

В ряде случаев адгезионная прочность практически не зависит от наличия или отсутствия характерных электрических явлений, сопровождающих разрушение адгезионного соединения, что также вызывает сомнение в существенной роли электростатической составляющей адгезионной прочности. В настоящее время нет необходимости привлекать представления о двойном электрическом слое для объяснения высоких значений адгезионной прочности, а также ее зависимости от скорости разрушения. Эти эффекты находят достаточно убедительное объяснение с других позиций, о чем было сказано выше [22, 25, 28]. Критические замечания в адрес электрической (электронной) теории высказывались также и в других работах [21, 22, 25, 34—37]. Вполне обоснован вывод о том, что явления, изучаемые в рамках электрической и электронной теорий адгезии, — следствие разрушения адгезионных соединений [21]. В частности, электризация поверхности контакта, перераспределение электронов на границе контакта и связанные с ним явления возникают при отрыве и зависят от скорости отрыва [21]. Однако и эти вопросы представляют несомненный интерес для понимания адгезионной прочности. Необходимо напомнить, что именно электрическая теория привлекла внимание к газоразрядным и эмиссионным явлениям, что стимулировало раз- [c.18]

Было получено и прямое подтверждение электрической теории адгезии, а также измерена скорость и энергия электронов, выбрасыванием которых сопровождается отслаивание в вакууме пленок от металлических и неметаллических подкладок. На рис. 65 показано устройство для обнаружения эмиссии электронов при помощи фотопластинок (р), а для оценки скорости электронов использовались поглощающие экраны из тонкой фольги или слюды, а также отклонение электронов в магнитном поле известной напряженности. Проделан и ряд других опытов, подтверждающих электрическую теорию адгезии . [c.313]

Ни одна из существующих теорий адгезии пока не может полностью объяснить всех явлений и причин связей, возникающих между резиной, клеем и металлом при креплении. Механизм крепления при помощи отдельных методов, таких, например, как метод крепления через слой латуни, через слой изоцианатного клея, может быть объяснен силами химического взаимодействия. Связь между резинами и металлами, достигаемая при помощи других методов крепления, и клеев холодного отверждения, по-видимому, может возникать в результате взаимодействия электрических и межмолекулярных сил. [c.330]

Существуют многочисленные теории адгезии [3, 12, 15, 32, 36, 89], которые по-разному объясняют весь комплекс адгезионных явлений. К сожалению, в настоящее время в нашем распоряжении нет подходящего математического или экспериментального аппарата для проверки некоторых из них. В большинстве случаев эти теории рассматривают адгезию как результат взаимодействия молекул [3, 12], между которыми могут действовать физические, химические и межмолекулярные силы. К этому следует добавить и взаимодействия на надмолекулярном уровне. Однако не все исследователи считают, что проблемы адгезии можно решить, анализируя взаимодействия между молекулами [31, 89], хотя некоторые явления эти теории объясняют [89]. Автор работы [4] выдвинул практически новую концепцию адгезии, вводя понятие о слабых и прочных овязях. В соответствии с [4] другие теории отрицаются на основании результатов разрушения клеевого соединения. [c.10]

Согласно диффузионной теории адгезии, прочность соединения обусловлена взаимной диффузией полимеров (или других материалов) через границу раздела фаз. При этом на прочность влияют продолжительность диффузии, температура, вязкость, молекулярные массы компонентов и т. д. Однако эту теорию нельзя использовать для расчета прочности соединения по данным о свойствах исходных компонентов она вообще не объясняет возможность соединения материалов, которые взаимно не диффундируют. В то же время известно, например, что металлы с успехом склеиваются со стеклом. [c.11]

Создание клеев с требуемым комплексом свойств — задача исключительно сложная по ряду причин. Во-первых, до сих пор отсутствуют достаточно четкие теоретические представления, позволяющие синтезировать новые полимеры со специфическими адгезионными свойствами. Если проследить историю создания клеящих полимерных систем, то нетрудно убедиться в том, что в большинстве случаев теоретические представления об адгезии и клеящих свойствах полимеров появлялись уже после разработки конкретных клеящих материалов. Действительно, если, например, карбамидные, фенолоальдегидные, резиновые, фенолокаучуковые синтетические клеи появились в 1920—1944 гг., а эпоксидные —в 1934 г., то первая попытка научно обосновать природу адгезионных явлений была предпринята в 1944— 1947 гг., когда была создана адсорбционная теория адгезии [1], и позже, когда появились электронная, диффузионная, реологическая, микрореологическая, электрорелаксационная и другие теории адгезии [1, 2]. [c.5]

В заключение следует отметить, что широко распространенная термодинамическая трактовка адгезии не является самостоятель-ной теорией [116, 149, 220—226, 238—241]. Смачивание, растекание — это всего лишь проявления молекулярных сил на границе раздела фаз, зависящие от химической природы адгезива н субстрата. Поэтому термодинамическая концепция адгезии укладывается в рамки молекулярной теории адгезии и является одной из сторон этой теории. Термодинамическая концепция рассматривает лишь один из факторов, оказывающих влияние на адгезию. Когда об этом забывают и пытаются с позиции термодинамики рассмотреть явление в целом, сталкиваются с противоречиями и трудностями. С другой стороны, учет термодинамических аспектов в рамках молекулярной теории часто оказывается полезным и плодотворным. [c.85]

Несмотря на то что процессам адгезии в мировой и советской литературе посвящено очень большое число работ [3—14], истинный механизм адгезии с молекулярной точки зрения изучен еще недостаточно. Существующие и развивающиеся теории адгезии носят частный и ограниченный характер. Электрическая теория адгезии [3, 4] рассматривает электрические явления, возникающие при отслаивании адгезии от подложки, но не объясняет и не может объяснить самой адгезии, ибо электрические явления возникают в процессе расслоения, а адгезия нас интересует в условиях, когда адгезионная связь не нарушена. Диффузионная теория адгезии [14] применима практически только для случая адгезии полимеров друг к другу. Таким образом, единственно приемлемой сегодня будет адсорбционная теория адгезии, связывающая адгезию с действием межмолекулярных сил на границе раздела, т. е. с адсорбцией. Об ладая рядом ограничений, присущих любой теории, с физической точ ки зрения адсорбционная теория является наиболее обоснованной В частности, представления о возникновении двойного электриче ского слоя при контакте разнородных поверхностей также есть ре зультат адсорбции и ориентации полярных групп макромолекул на поверхности, т. е. эти представления укладываются в рамки адсорбционной теории [4]. Однако развитие этой теории тормозится из-за недостаточной разработанности теории адсорбции макромолекул на твердых поверхностях. [c.4]

Электростатическая теория адгезии принимает, что в ряде случаев адгезия обусловливается электростатическими взаимодействиями, возникающими как следствие взаимодействий отдельных адгезионноактивных молекулярных группировок. В результате образуется двойной электрический слой на границе раздела контактирующих тел, который обусловливается перераспределением электронов в зоне контакта благодаря различию химических потенциалов для электронов и переходов электронов от одного атома к другому (доиорио-акцепториое взаимодействие). При контакте аморфных тел двойной слой может возникнуть, если [c.497]

Одновременно с развитием представлений о роли механического фактора возникли и другие взгляды на природу процесса склеивания. Еще в работах Бехгольда и Неймана [30] был сделан вывод о том, что кроме затекания клея в поры и капилляры важную роль играет взаимодействие клея с материалом подложки. Силы специфического взаимодействия клея с поверхностью в капиллярах Бехгольд и Нейман назвали адгезионными и впервые при изучении склеивания ввели представление о специфическом молекулярном сцеплении — адгезии. Представление о специфической адгезии было затем развито в работах других авторов и привело к созданию адсорбционной теории адгезии (см. гл. I). Роль специфического взаимодействия при склеивании пористых субстратов подчеркивали различные исследователи [23, 24, 31, 32]. Было отмечено [32], что при склеивании древесины пленка клея, несмотря на значительную усадку, прочно держится на внутренних стенках пор, а сила сцепления оказывается настолько значительной, что древесина разрушается при попытке отделить пленку. [c.165]

На то, что при расслаивании адгезионных соединений могут происходить электрические явления, указывает ряд фактов обнаруживаемая с помощью электроскопа электризация образовавшихся поверхностей появление в некоторых случаях расслаивания лавинного электрического разряда, сопровождающегося свечением и характерным треском изменение работы адгезии при замене среды, в которой производится расслаивание уменьшение работы расслаивания при повышении давйения окружающего газа и при действии ионизирующих излучений, что способствует удалению заряда с поверхности. Наиболее прямым подтверждением электризации образуемых поверхностей явилось открытие электронной эмиссии, наблюдающейся при отрыве пленок полимера от различных поверхностей. Следует, однако, заметить, что электрические явления, сопровождающие разрушение адгезионных соединений, наблюдаются лишь при определенных условиях при абсолютно сухих образцах и при большой скорости расслаивания (не менее десятков см/с). Это в значительной мере препятствует приложению электрической теории для объяснения всех случаев адгезии. Есть и другие соображения, ограничивающие применимость электрической теории адгезии. [c.159]

Как показывает анализ полученных нами экспериментальных данных и данных других исследователей [2—6J, наличие смазочной прослойки многократ-1ю увеличивает усилие взаимодействия, но не изменяет характера его зависимости от расстояния между телами. Это говорит в пользу предположения о том, что разделяющая среда служит как бы проводником силового воздействия твердых тел, и от ее природы зависят силовые и энергетические характеристики указанного взаимодействия. Отметим, что окончательное решение затронутых вопросов — дело будущего, а осуществление этих решений и будет означать создание строгой теории адгезии. [c.72]

Известны различные теории адгезии адсорбционная, электрическая, диффузионная и ряд других 2. 27, Ш, 213-221 [c.83]

С. С. Воюцкий, критикуя молекулярную м электрическую теории адгезии, является сторонником диффузионной теории адге-зии21з, 221,226,227,232-238 ерд мнению, адгезия полимеров, так же как и аутогезия, сводится к диффузии длинноцепных молекул или их отдельных участков и к образованию вследствие этого прочной связи между адгезивом и субстратом, которое сопровождается исчезновением границы между фазами и образованием спайки, представляющей постепенный переход от одного полимера к другому. Очевидно, в некоторых случаях роль взаимной или даже односторонней диффузии при образовании адгезионных соединений может оказаться заметной например, когда в качестве адгезива и субстрата взяты совместимые полимеры. [c.84]

Указанные теории адгезии основаны на преобладающей роли какого-либо явления (сорбции, диффузии и т. д.), приложтш к определенным системам адгезив-субстрат и взаимно дополняют друг друга. Однако, если адсорбционная и электрическая теории рассматривают адгезию как процесс в поверхностных слоях, то дий1фузионная и мин-18 [c.18]

Рассмотренные в принципе качественные и количественные критерии контактной активности и адгезии материалов строятся, казалось бы, на осноте различных теоретических предпосылок, но они не противоречивы. Эти критерии взаимосвязаны либо дополняют друг друга. Часто в одних работах анализируются те особенности взаимодействия, которых другие не касаются. Все аспекты теории, взятые вместе, позволяют видеть одно явление с разных сторон, о чем свидетельствуют данные табл. 30. Обобщенную теорию адгезии, по-видимому, удастся создать лишь после того, как будет значительно расширен запас надежных экспериментальных данных. Задача усложняется экспериментальными трудностями определения и вторичными процессами (образование промежуточных слоев), маскирующими или полностью перекрывающими первичные явления адгезии в их чистом виде. [c.204]

Электронная теория дополняет адсорбционную, поскольку рассматривает в качестве первопричины адгезии молекулярное взаимодействие контактируемых материалов. Поэтому противоиостазлеиие электронной теории адгезии .химическим теория.м, (т. е. теориям, рассматривающим адгезию как молекулярное взаимодействие, обусловленное особенностями химической природы) совершенно неправомерно, как справедливо подчеркивается в [30, 31]. Адгезия всегда обусловлена молекулярными силами (ван-дер-ваальсовыми, донорно-акцептор-ными, водородными и др.). Возникновение электростатической составляющей адгезионных сил — явление вторичное. Однако благодаря этому вторичному явлению достигаются, по мнению авторов электрической и электронной теорий, аномально высокие значения работы отрыва. Кроме того, электростатические силы в отличие от ван-дер-ваальсовых и химических очень медленно уменьшаются с расстоянием. При расстояниях между компонентами порядка микрона, когда другие силы практически не действуют, электростатические силы имеют существенное значение. Поэтому малые полости, которые возникают в адгезионном соединении, сохраняют возможность легко захлопываться [29,31]. [c.17]

Бикерман предложил так называемую реологИчё-скую теорию адгезии, которая, по мысли автора, только одна может претендовать на общую значимость и одна способна предсказать количественные результаты . В соответствии с этой теорией, прочность адгезионного соединения определяется только когезионными свойствами соединяемых материалов, поскольку разрушенне адгезионного соединения практически всегда, по мнению Бикермана, имеет когезионный характер [81—84]. Напомним, как Бикерман обосновывает свою точку зрения. Согласно Бикерману, вероятность того, что разрыв произойдет между атомами двух фаз равна /з, поскольку трещина имеет три равновероятных направления прорастания в одну фазу, в другую фазу и по границе раздела фаз. Далее Бикерман рассчитывает вероятность прохождения трещины между двумя фазами на расстоянии в 11 молекул (7з)1/о9000, т. е., согласно Бикер-ману, вероятность адгезионного разрушения чрезвычайно мала. [c.27]

Итак, за период, прошедший с начала 40-х годой, когда появились систематические работы в области адгезии полимеров, было выдвинуто более десяти теорий адгезии и концепций механическая, адсорбционная, электрическая, электронная., электрорелаксационная, диффузионная, микрореологическая, реологическая, мо-лекулярно-кинетическая и некоторые другие. Однако все эти теории и концепции рассматривают (или рассматривали), по существу, частные вопросы и не- охватывают всей проблемы в целом. Так, адсорбционная теория касалась только одного аспекта проблемы собственно адгезии, да и этот аспект охватывала далеко не полностью, оставляя без внимания специфику формирования адгезионных соединений на основе полимеров. Что же касается второго аспекта — адгезионной прочности, то он оставался вне поля зрения этой теории. [c.30]

Критические замечания, сделанные нами в адрес некоторых работ, не преследовали, разумеется, цели дезавуировать рассмотренные теории и концепции. Эти теории и концепции сыграли, безусловно, положительную роль, расширив представления о механизме адгезии полимеров. Однако в настоящее время требуется дальнейшее углубление работ в области адгезии и адгезионной прочности, охватывающих весь круг вопросов, относящихся к проблемам адгезии. Предпринятое на.ми совместно с А. А. Берлиным в конце 60-х годов обобщени-е имевшегося экспериментального материала [22], а также работы других авторов привели к однозначному выводу о решающей роли межфазных молекулярных сил как первопричины адгезии. Эта точка зрения в настоящее время принята, по существу, сторонниками почти всех существующих теорий адгезии. Остановимся более подробно на влиянии межфазных молекулярных сил на адгезионную прочность. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология